Epigenetic regulation as novel approach for organ regeneration - Learning from the stress response mechanism
| Project/Area Number |
21K19533
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
李 桃生 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 信治 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (50186889)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | イモリ / エピジェネティック制御 / ストレス応答 / 再生 / ヒストン修飾 / マウス |
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| Outline of Research at the Start |
再生能力が大きく異なる両生類のイモリと哺乳類のマウスの心臓組織細胞を用いて、再生を効率的に誘導できる酸素や力学刺激に対する応答、特にエピジェネティック修飾を研究の焦点とし、①イモリとマウスの心臓組織細胞のストレス応答機構、特にエピジェネティック修飾、細胞増殖、細胞脱分化に関連するシグナルの活性化の違い、②エピジェネティック制御によるマウス心筋細胞の増殖促進と脱分化誘導、③エピジェネティック制御によるマウス傷害心臓の再生修復促進効果、などについて調べる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
実験１、健常成獣マウスとイモリ個体を、それぞれ低濃度酸素（8% O2）、正常酸素（20% O2）、または高濃度酸素（80% O2）状態下に２時間おいた後、肺および心臓組織を採集した。それぞれの臓器組織内における代謝関連因子およびエピジェネティック関連因子の発現の違いについて、RNA-seqまたはRT-PCR法で定量評価した。その結果、低濃度酸素刺激により、イモリ肺組織内のDnmt3α、Mbd2、Mbd3、Hdac2の発現は有意に上昇し、マウス肺組織内ではDnmt1とDnmt3αの発現が有意に低下していることが判明した。高濃度酸素下では肺組織内におけるこれらエピジェネティック関連因子の発現変化が軽微であることも判明した。これらの成果を纏めた論文を現在投稿中である。
一方、心臓組織については、RNA-seq解析を行った。その結果から、特に代謝や酸化還元関連分子の発現変化がマウスとイモリ共に多く認められたが、さらなる詳細な解析を現在進行中である。
実験２、イモリ下肢組織から組織細胞の単離培養と増幅を行った。健常イモリの下肢筋肉組織を採集し、我々の改良した培養方法で、イモリ下肢組織から数ヶ月間の継代培養でコンタミネーションなく、効率良く細胞増幅することに成功した。また、培養増幅した細胞は、凍結保存とRecoveryの検証も行った。さらに、培養増幅してきた細胞は、老化現象もなく、放射線照射や酸化ストレス刺激などに対する応答も実験で確認できた。これらの成果を論文に纏められ、現在投稿中（Revision）である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
イモリとマウスの個体および組織細胞レベルで、酸素や放射線刺激に対するエピジェネティック制御などの比較検討が順調に進み、予想よりも多くの知見を得られた。
また、イモリから質のよい組織細胞を効率よく培養増幅することに成功し、今後の研究が大きく加速すると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
イモリにおける酸化ストレスや放射線照射などに対する応答機構の特性をさらに明らかにするため、以下の実験を行う：
１、心臓組織のRNA-seq解析結果を詳細に分析し、イモリにおける代謝やエピジェネティック制御機構の特性(マウスとの比較）を見出す。
２、イモリ組織由来細胞を用いて実験を行い、特に放射線、酸素、飢餓などのストレス刺激に対するレスポンスとその分子機構（マウスやヒト由来細胞との比較する）を詳細に調べる。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
